GPMP和MEXCLP模型的研究及在WSN節(jié)點(diǎn)布局中的應(yīng)用.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)三者的基礎(chǔ)發(fā)展起來的，是當(dāng)今計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。拓?fù)淇刂剖菬o線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，而作為拓?fù)淇刂频囊粋€(gè)重要組成部分，節(jié)點(diǎn)布局的好壞直接影響到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)性能。 匯聚節(jié)點(diǎn)的布局研究是一個(gè)新興的研究點(diǎn)，相關(guān)的布局理論很罕見。同時(shí)，由于節(jié)點(diǎn)布局是關(guān)于選址的問題，因此匯聚節(jié)點(diǎn)的布局困境可以通過選址類模型的指導(dǎo)而解決。本文提出了利用經(jīng)典的 GPMP 模型和 MEXC

2、LP 模型，對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)的布局問題進(jìn)行研究。 基于本文提出的節(jié)點(diǎn)布局研究方法論，作者首先分析了 GPMP 和 MEXCLP 模型的數(shù)學(xué)和物理意義，接著將匯聚節(jié)點(diǎn)的這兩種布局轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)求解的問題，再對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)的布局分別進(jìn)行理論分析，最后實(shí)現(xiàn)布局并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析以驗(yàn)證理論規(guī)律。匯聚節(jié)點(diǎn)的 GPMP 布局是為了達(dá)到匯聚節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)之間的總加權(quán)距離最小的目標(biāo)。本文用枚舉法和啟發(fā)式算法實(shí)現(xiàn)了匯聚節(jié)點(diǎn)的 GPMP 布局，并通過理論及實(shí)驗(yàn)

3、分析得到兩點(diǎn)結(jié)論：增加匯聚節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，可以改善網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)性能；最小平均距離可用作匯聚節(jié)點(diǎn)的布局參考。匯聚節(jié)點(diǎn)的 MEXCLP 布局保證了在一定的距離范圍內(nèi)、被服務(wù)的傳感器節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求數(shù)最多。本文分別采用枚舉法和兩種啟發(fā)式算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)的 MEXCLP布局。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在一定的失敗率區(qū)間內(nèi)，利用 MEXCLP 模型布局效果佳：擴(kuò)大覆蓋半徑、增加匯聚節(jié)點(diǎn)的數(shù)量都能提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力；可以根據(jù)覆蓋成功率的要求選擇合適的布局方案